Neurofisiologia: Modalidades de Sensação, Processamento Hierárquico e Receptores

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Questionário II – Neurofisiologia
1) Modalidade de sensação: Existem diferentes formas de energia - luminosa, mecânica,
térmica e química, que são transformadas pelo sistema nervoso central em Sensações ou
modalidades de sensações (visão, audição, tato, gustação e olfação).
Assim, a modalidade seria uma propriedade da fibra nervosa sensorial, e cada fibra é ativada por um estímulo específico
Intensidade: Depende da força do estímulo.. A intensidade mais baixa do estímulo que pode ser detectado é chamado de limiar sensorial. Os limiares sensoriais podem ser influenciados pelo experiência, pela adiga ou pelo contexto ambiental.
Duração: é função tanto da duração como da força de estímulo. Se um estímulo persiste por um longo tempo, a intensidade da sensação diminui. Adaptação.
Localização: A capacidade de localizar a fonte de estimulação depende da capacidade de distinguir entre estímulos próximos de si. Esta capacidade pode ser quantificada determinando-se a distância mínima detectável entre dois estímulos. Limiar de dois pontos.
A intensidade de um estímulo é determinada pela freqüência de disparos de potenciais de ação, bem como pelo número de receptores e neurônios sensitivos excitados no processo. Assim, quando damos um estímulo qualquer em uma zona da pele, por exemplo, atingimos uma determinada população de receptores, que promoverá impulsos para o SNC
2) Processamento hierárquico: o cérebro tem os níveis superior, médio e inferior de controle, equiparados às áreas de associação superiores, ao córtex motor e aos níveis espinhais da função motora, respectivamente. O controle hierárquico foi definido como um controle organizacional, que ocorre de cima para baixo. Ou seja, cada nível sucessivamente mais alto exerce um controle sobre o nível abaixo dele. Uma vez que a hierarquia é estritamente vertical, as linhas de controle não se cruzam e não existe um controle de baixo para cima.
 
 Processamento paralelo: a organização cognitiva se dá de forma modular, representada por sistemas paralelos de processamento de informações . Cada módulo atuaria em seu domínio específico com regras particulares, de forma independente e paralela em relação a outros módulos.
A arquitetura cerebral parece estar organizada sob a forma de módulos funcionais capazes de trabalhar cooperativa e independentemente. Esses módulos desempenham suas funções em paralelo. Através do processamento paralelo distribuído é possível que um grande número de unidades de processamento ativadas influencie outras em qualquer momento no tempo, de modo que as informações possam ser analisadas rapidamente.
A noção de processamento paralelo distribuído e de sistemas de ação incorpora a idéia de que um sistema, por exemplo, o visual, processa informações separadamente das informações processadas pelo sistema auditivo. No próprio sistema visual, uma área processa informações separadamente de outra e mesmo dentro de uma determinada área, uma minicoluna pode ser considerada como um sistema funcional que processa informações separadamente das colunas ou minicolunas vizinhas. Isto não significa que os diferentes sistemas funcionais não cooperem em todos os níveis para produzir cognição e ação; apenas enfatiza que a enorme especificidade anatômica do sistema nervoso apóia múltiplos níveis de processamento de informação.
3) Receptores tônicos: Os receptores de adaptação lenta são aqueles cujo potencial receptor decresce pouco após atingir a amplitude proporcional ao estímulo, logo se estabilizando, e só cessando no momento em que o estímulo é interrompido. Esses receptores representam estímulos duradouros , já que o seu potencial receptor decresce pouco, após o início do estímulo, e pode continuar a gerar potenciais de ação com a permanência do estímulo, detectando assim a persistência do estímulo. Ex: Merkel e Ruffini. 
Receptores fásicos: Os receptores de adaptação rápida são aqueles cujo potencial receptor decresce muito, e rapidamente, após atingir a amplitude máxima da resposta ao estímulo, podendo chegar à zero. Quando um estímulo é aplicado, obtém-se um potencial receptor de certo valor, que logo cessa, com a permanência do estímulo. Quando o estímulo é retirado, ocorre novamente um pico do potencial receptor, que logo cessa por completo. Esses receptores representam bem a sensação dos estímulos vibratórios. Eles respondem apenas no início e no final do estímulo, com picos de potencial receptor que cessam rapidamente. Nos receptores de adaptação rápida não há potencial receptor no espaço de tempo entre o início e o final do estímulo, não há resposta, portanto, à persistência do estímulo. Ex: Meissner e Pacini.
Discos de Merkel - Son receptores de campo pequeño y de adaptación lenta. Indican con mucha precisión la localización de la presión sobre la piel. Por ejemplo, un ciego leyendo Braille utiliza principalmente estos receptores, que le indican con exactitud la posición de los relieves en contacto con la piel de los dedos.
Corpúsculo de Meissner - Son receptores de campo relativamente pequeño, aunque más grande que el de los receptores de Merkel, y de adaptación relativamente rápida, aunque no tan rápida como la de los receptores de Pacini. No son tan precisos en indicar la posición del estímulo como los receptores de Merkel, pero resaltan los cambios rápidos de presión. Por ejemplo, cuando se palpa un objeto, los receptores de Meissner resaltan la presencia de aristas agudas, mientras que las superficies de curvatura suave no estimulan a estos receptores.
Corpúsculo de Pacini - Son receptores de campo grande y adaptación muy rápida. Tienen poca precisión para indicar la localización del estímulo, pero responden a vibraciones de alta frecuencia. Por ejemplo, cuando el bastón de un ciego choca con un obstáculo se producen vibraciones que se transmiten por el bastón y que el ciego detecta con estos receptores.
Terminações de Ruffini - Son de campo grande y adaptación lenta. Sirven para detectar campos amplios de presión sobre la piel, por ejemplo el peso de un objeto apoyado sobre la piel.
4) campo receptivo: área em que o estímulo ativa o receptor sensorial. Quanto menores os campos receptivos, maior a resolução (precisão). Considerando a somestesia, tais campos se localizam na pele e em órgãos internos.
Podemos definir somatotopia como distribuição de uma correspondência entre as zonas nervosas centrais, talâmicas e territórios somáticos. Em suma, seriam transmissões e trocas de informações em lugares comuns no organismo.
5) Código da Linha Marcada - também chamado "Lei das Energias Específicas": cada feixe nervoso termina em um ponto do sistema nervoso central e o tipo de sensação sentida quando uma fibra nervosa é estimulada é determinado pelo ponto para o qual ela se dirige. A maioria dos receptores sensoriais é maximamente sensível a um tipo de energia de estímulo que confere especificidade. A excitação de um certo receptor provoca invariavelmente a mesma sensação, no entanto a excitação pode ser realizada de diferentes formas. Exemplificando: uma forte pressão realizada sobre os olhos fechados pode levar a impressões visuais, ainda que não tenha havido estímulo luminoso. O estímulo é mecânico, todavia os escotomas cintilantes percebidos invariavelmente ocorrem por estimulação dos fotorreceptores. A modalidade depende, pois, do órgão sensorial. O estímulo ao receptor pode ser diverso, a sensação enviada pelo receptor no entanto é sempre a mesma.
Cada receptor responde a um tipo de energia estimuladora e está ligado a vias sensoriais e áreas sensoriais centrais específicas.
6) O arco reflexo é a resposta imediata à excitação de um nervo, sem a vontade ou consciência do animal, ou seja, é um estímulo que não chega até o encéfalo, ele recebe resposta na medula. Visa uma proteção ou adaptação do organismo.
Um arco reflexo contém 5 componentes básicos:
• Receptor: Os receptores variam de localização no organismo, porém todos apresentam uma função em comum: captar alguma energia ambiental e transformá-la em potenciais de ação. Por exemplo,receptores da retina captam luz, os da pele captam calor, frio, pressão, receptores do fuso muscular captam estiramento, etc... 
• Nervo Sensorial: O nervo aferente conduz o potencial de ação gerado pela ativação do receptor para o SNC penetrando na medula espinhal por meio das raízes dorsais. 
• Sinapse: poderá ser única no reflexo monossinaptico ou várias no reflexo polissinaptico
• Nervo motor: O nervo eferente conduz potenciais de ação do SNC para o órgão efetor deixando a medula a partir da raiz ventral. 
• Órgão alvo: É o órgão efetuador, normalmente um músculo, capaz de produzir a resposta motora reflexa.
7) Transdução Sensorial: É a capacidade de todo receptor sensorial transformar a energia de um estímulo em um sinal biológico (elétrico). Formas de energia que podem atuar sobre os receptores: mecânica, térmica, química, elétrica, eletromagnética e magnética.
Codificação Neural: Cada estímulo possui um número mínimo de atributos que devem ser informados às áreas sensoriais centrais para gerar uma sensação útil.
Portanto, deve haver receptores específicos para identificar modalidades diferentes de estímulos (energia), mas também deve haver vias específicas onde trafegam os potenciais de ação originados de cada receptor específico em resposta a um estímulo que lhe seja adequado, bem como regiões corticais específicas que fazem a análise dessas informações.
8)
9) O tamanho dos campos receptivos duma área define a capacidade de discriminar os estímulos nessa área. Quando muitos neurónios convergem num neurónio secundário, a intensidade aumenta, mas a discriminação diminui, porque os dois estímulos são recebidos no mesmo campo receptivo. Quando a convergência dos neurónios é pequena os dois estímulos atuam em campos receptores diferentes e portando aumenta a discriminação e diminui a intensidade. A inibição lateral aumenta o contraste entre o estímulo e o que o rodeia, facilitando a percepção e localização.
10) Vias sensoriais aferentes. 
O tálamo é a estação central de recebimento das informações sensoriais (com a exceção da via olfatória) e de retransmissão ao córtex cerebral. Os neurônios talâmicos estabelecem principalmente, conexões com o córtex e vice-versa, formando as radiações talâmicas. Do tálamo, várias projeções sensoriais se dirigem ao córtex, em regiões denominadas áreas sensitivas primárias. 
A via antero-lateral é constituída pelo conjunto de tratos responsável pelo encaminhamento da informação nociceptiva – conjunto de percepções da dor que o organismo é capaz de distinguir conscientemente. Deste modo é responsável pela transmissão das sensações de dor e temperatura. É importante referir que esta via transporta também outras informações extroceptivas ao córtex – nomeadamente o tacto e a pressão.
O sistema coluna dorsal-lemnisco medial é a via sensorial responsável por transmitir as informações de tato fino, vibração e consciência proprioceptiva do corpo para o córtex cerebral.
11) resposta na questao 1.
14) Fototransdução dos Bastonetes 
- No ambiente escuro: GMPc ativa os canais de sódio que mantém o receptor despolarizado (= bastonete ativado). 
- No ambiente claro: há ativação da PDE (fosfodiesterase) que diminui a concentração de GMPc, inibindo assim os canais de sódio promovendo a repolarização do fotorreceptor (= bastonete inativado). 
Fototransdução dos Cones 
- Na presença de luz haverá diminuição do GMPc – essa diminuição causará uma saturação na resposta dos bastonetes, direcionando a ativação para os cones (cone para azul, para vermelho, para verde). 
15) cones S, M e L.
18) Tanto na máquina fotográfica como no olho, os raios luminosos atravessam um meio transparente e são dirigidos para uma superfície sensível à luz. Na máquina fotográfica, o meio transparente é a lente e a superfície sensível à luz é o filme. No olho, a luz atravessa a córnea, o humor aquoso e o cristalino e dirige-se para a retina que funciona como o filme fotográfico, em posição invertida, a imagem formada na retina também é uma imagem invertida. 
23) Hiperalgesia: pode ser sensibilidade exagerada à dor ou sensação elevada a estímulos dolorosos, podendo ser seguida de danos dos tecidos maciços contendo nociceptores ou lesão a um nervo periférico. Os nociceptores são ativados por, basicamente, quatro tipos de estímulo: mecânico, elétrico, térmico ou químico. A ativação dos nociceptores é, em geral, associada a uma série de reflexos, tais como o aumento do fluxo sanguíneo local, a contração de músculos da vizinhança, mudanças na pressão sanguínea e dilatação da pupila. Uma das primeiras descobertas foi a da ação das prostaglandinas sobre os nociceptores. Quando um tecido é injuriado, tal como por uma infecção ou queimadura solar, as suas células liberam prostaglandinas e leucotrienos, que aumentam a sensibilidade dos nociceptores. Hipersensibilizados, os nociceptores são capazes de transformar em dor qualquer impulso, mesmo que mínimo. Os nociceptores são ligados ao SNC por intermédio de fibras nervosas, de três tipos. Fibras Aa, Ad e C. As fibras-Aa têm cerca de 10 mm de diâmetro e são envoltas por uma grossa camada de mielina. Elas conduzem impulsos nervosos na velocidade de 100 metros/segundo. Elas transmitem, também, outros estímulos não dolorosos. As fibras-Ad têm menos do que 3 mm de diâmetro e são encapadas com uma fina camada de mielina. Elas transmitem mais lentamente do que as anteriores: apenas 20 metros/segundo. As mais lentas, entretanto, são as fibras-C; estas fibras não são encapsuladas e têm, no Maximo, 1 mm de diâmetro. A transmissão ocorre a não mais do que 1 metro/segundo. Todas as fibras levam os impulsos até a corda espinhal; esta conduz a informação até o tálamo. Então, é neste momento que a dor é detectada: quando a informação atinge o tálamo.
24) resposta na 23
25) Resposta na questão 3.
Os receptores de adaptação lenta são os que, enquanto o estímulo estiver presente, continuam a transmitir impulsos para o cérebro. Por isso eles mantêm o cérebro constantemente informado sobre a situação corporal e sua relação com o meio ambiente. Esse mecanismo permite que se obtenha uma idéia do tempo de duração do estímulo.
Os receptores que se adaptam de forma rápida reagem fortemente enquanto uma mudança está, na verdade, começando a se desenvolver. Eles só são estimulados quando ocorrem alterações na potência do estímulo. Assim, no caso do corpúsculo de Paccini, uma pressão súbita aplicada sobre a pele excita esse receptor por alguns milissegundos e em seguida, essa excitação acaba, mesmo que a pressão continue. No entanto, esse receptor é capaz de transmitir novamente o sinal quando a pressão é liberada.
26) O olho humano possui dois tipos de células responsáveis por nos fazerem enxergar: os cones e os bastonetes. Os bastonetes são células que necessitam de pouca luz para serem sensibilizadas. Entretanto não conseguem formar imagens coloridas ou nítidas. É por isso que a noite ou em locais escuro é muito difícil se distingüir cor. Já os cones são sensibilizados com uma quantidade grande de luz e geram as imagens nítidas e coloridas. 
27) Os Cones são as células do olho humano que tem a capacidade de reconhecer as cores. Já os bastonetes, outro tipo de célula do olho humano, têm a capacidade de reconhecer a luminosidade. Existem aproximadamente 6 milhões em cada olho humano concentrados na região fóvea. A ausência ou deficiência nos cones dá origem ao daltonismo.
Os Bastonetes são células fotorreceptoras da retina que conseguem funcionar com níveis de luminosidade baixos. São basicamente responsáveis pela visão noturna. Têm este nome derivado à sua forma alongada e cilíndrica. São também usados na visão periférica.
Estas células estão concentradas mais externamente na retina e existem, na retina dos humanos, cerca de 100 milhões de bastonetes.
Servem para quando uma pessoa vai a um ambiente mais escuro, os bastonetes trabalham de forma a que os objeto fiquem mais perceptíveis e quando se vai para um lugar mais claro se vejam de forma melhor. Estão localizadas na região fóvea.São 100 vezes mais sensíveis à luz que os cones, mas detectam apenas tons de cinza.
A ativação de um bastonete, ocorre por meio de um processo chamado hiperpolarização.
28) Fototransdução é a transformação de energia luminosa em sinais elétricos biologicamente reconhecíveis, que se processa no segmento externo dos cones e bastonetes. O evento inicial é constituído pela absorção de luz pelos pigmentos visuais e pelas alterações de conformações moleculares resultantes. Os mecanismos pelos quais a transdução se processa nos fotorreceptores dos vertebrados são complexos e envolvem a interação de vários sistemas fisiológicos dentro da célula. Pelo processo de adaptação, os receptores retinianos respondem, de forma graduada, com aumento da amplitude de resposta proporcionalmente à intensidade do estímulo. Processo este responsável pelo ajuste na sensibilidade dos fotorreceptores e do sistema visual, tornando possível a detecção de objetos no ambiente, mesmo com grandes alterações no nível de iluminação de fundo.
Para se entender a forma como o fotorreceptor produz uma resposta à luz, é necessário conhecer o estado elétrico das células em repouso. Há uma diferença de potencial ao longo da membrana dos fotorreceptores de tal forma que o seguimento externo da célula é mais negativo do que o interno. O potencial de membrana resulta da permeabilidade seletiva da membrana aos íons e da diferença de concentração dos mesmos no espaço intra e extracelular. A concentração de K+ no espaço intracelular é maior que no extracelular e o inverso ocorre com os íons de Na. Este gradiente iônico é mantido ativamente pela bomba de Na+/K+, localizado no segmento interno do fotorreceptor, cuja energia é suprida por ATP.
29) Estes estímulos, chamados de odorantes, interagem com neurônios receptores olfatórios em uma camada epitelial – o epitélio olfativo – que reveste o interior do nariz. Os axônios que saem dos receptores celulares projetam-se diretamente aos neurônios no bulbo olfatório, os quais, por sua vez, projetam-se no córtex piriforme no lobo temporal.
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